KR20180005959A - Sensor module having solar cell - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a sensor module having a solar cell with a simplified structure. The sensor module having a solar cell comprises: a first printed circuit board including a first surface and a second surface facing opposite directions to each other and including an electrode connector exposed to the first surface; a second printed circuit board including a circuit wire and disposed to face a second surface of the first printed circuit board at a position separated from the first printed circuit board; at least one solar cell mounted on the first surface of the first printed circuit board, electrically connected to the electrode connector, and producing power using light; an electric element mounted on the second printed circuit board, electrically connected to the circuit wire, and operated by power produced in the solar cell; and a connector connected to the first printed circuit board and the second printed circuit board to electrically connect the electrode connector and the circuit wiring.

Description

태양 전지를 구비하는 센서 모듈{SENSOR MODULE HAVING SOLAR CELL}[0001] The present invention relates to a sensor module having a solar cell,

본 발명은 빛을 이용하는 전력을 생산하도록 형성되는 태양 전지를 구비하는 센서 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor module having a solar cell formed to produce power using light.

태양 전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 형성된다. 일반적으로 태양 전지는 P형 반도체와 N형 반도체로 이루어지며, 빛을 비추면 전하가 이동하여 전위차가 발생하게 된다.Solar cells are formed to convert light energy into electrical energy. Generally, a solar cell is composed of a P-type semiconductor and an N-type semiconductor, and when the light is shined, the charge moves and a potential difference is generated.

태양 전지 모듈은 태양 전지를 구비하여 빛으로부터 전력을 생산하도록 형성되는 모듈을 가리킨다. 모듈이란 기계 또는 시스템 등의 구성단위를 의미하는 것으로 여러 전자 부품이나 기계 부품으로 조립되어 특정 기능을 갖는 독립된 장치를 가리킨다. 따라서 태양 전지 모듈은 태양 전지를 구비하여 빛으로부터 전력을 생산하는 기능을 갖는 독립된 장치를 가리키는 것으로 이해될 수 있다.A solar cell module refers to a module that is equipped with a solar cell and is configured to produce power from light. A module means a unit such as a machine or a system, and refers to an independent apparatus assembled with various electronic parts or mechanical parts and having a specific function. Therefore, it can be understood that the solar cell module is an independent device having a function of producing a power from light by having a solar cell.

태양 전지 모듈을 전자 기기에 활용하게 되면, 상기 전자 기기에 별도의 전력 케이블을 연결하지 않고도 1) 형광등이나 LED 에서 공급되는 실내광을 이용하거나, 2) 태양으로부터 공급되는 자연광을 이용하여 전자 기기를 구동할 수 있다. 따라서 반드시 별도의 전력 케이블을 연결해야 하는 종래의 전자 기기와 비교하여, 태양 전지 모듈을 갖는 전자 기기는 설치 장소에 대한 제한이 없다.When a solar cell module is used in an electronic device, it is possible to use an indoor light supplied from a fluorescent lamp or an LED without using a separate power cable to the electronic device, or 2) Can be driven. Therefore, in comparison with a conventional electronic device in which a separate power cable must be connected, there is no limitation on the installation place of the electronic device having the solar cell module.

태양 전지 모듈의 일 예로 센서 모듈을 들 수 있다. 센서 모듈은 태양 전지를 구비하며, 태양 전지로부터 생산되는 전력을 이용하여 구동된다. 이에 따라 태양 전지를 구비하는 센서 모듈은 설치 장소에 제한 없이 감지 대상을 감지하는 용도로 사용될 수 있다.An example of a solar cell module is a sensor module. The sensor module includes a solar cell, which is driven by power generated from the solar cell. Accordingly, the sensor module having the solar cell can be used for detecting the object to be sensed without being limited to the place where the solar cell is installed.

그러나 이러한 장점에도 불구하고 종래의 센서 모듈에는 몇 가지 개선해야 문제점이 존재한다.However, despite these advantages, there are some problems to be solved in the conventional sensor module.

종래에는 태양 전지, 전원 모듈, 통신 모듈 등의 부품들이 각각 별개로 마련되어 하나의 센서 모듈을 구성하였으며, 태양 전지와 기타 부품들은 전기 케이블에 의해 서로 연결되었다. 따라서 태양 전지와 기타 부품들간에 전기적 연결을 위한 케이블의 연결 구조가 복잡하고, 이들을 배치하기 위한 넓은 면적이 필요하였다. 이것은 곧 센서 모듈의 사이즈 증가로 이어지기 때문에 센서 모듈의 설치 장소를 제한하는 요소로 작용하였다.Conventionally, components such as a solar cell, a power module, and a communication module are separately provided to constitute one sensor module, and the solar cell and other components are connected to each other by an electric cable. Therefore, the connection structure of the cable for electrical connection between the solar cell and other parts is complicated, and a large area is required for arranging them. This leads to an increase in the size of the sensor module, thus restricting the installation location of the sensor module.

전력 케이블에 연결되지 않고도 구동 가능한 장점을 갖는 센서 모듈이 그 크기로 인해 설치 장소에 제한을 받는다면, 장점을 충분히 살리지 못하는 결과로 이어지기 때문에 센서 모듈의 크기를 줄일 수 있는 설계가 필요하다.If the size of a sensor module that has the advantage of being able to be driven without being connected to a power cable is limited due to its size, a design that can reduce the size of the sensor module is required because it leads to a failure to fully utilize the advantages.

본 발명의 일 목적은 종래보다 단순화된 구조를 갖는 센서 모듈의 구조를 제안하기 위한 것이다.An object of the present invention is to propose a structure of a sensor module having a simpler structure than the conventional one.

본 발명의 다른 일 목적은 설치 장소에 제한을 받지 않는 센서 모듈을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a sensor module which is not limited in installation place.

본 발명의 또 다른 일 목적은 수광을 위해 면적 확보가 필요한 태양 전지의 설치 면적을 축소시키지 않으면서 종래보다 작은 크기를 갖는 센서 모듈의 구조를 제안하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to propose a structure of a sensor module having a size smaller than that of a conventional solar cell without reducing the installation area of a solar cell that needs to secure an area for receiving light.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 센서 모듈은 서로 마주보도록 다단으로 배치되는 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판을 구비한다. 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판은 각각 서로 반대 방향을 향하는 제1면과 제2면을 구비한다. 태양 전지는 빛에 노출되도록 제1 인쇄회로기판의 제1면에 적층되고, 전기 소자는 제2 인쇄회로기판에 적층되며, 제1인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판은 연결부에 의해 서로 전기적으로 연결된다.In order to accomplish the object of the present invention, the sensor module of the present invention includes a first printed circuit board and a second printed circuit board, which are arranged in multiple stages so as to face each other. The first printed circuit board and the second printed circuit board each have a first surface and a second surface facing each other in opposite directions. The solar cell is stacked on the first surface of the first printed circuit board so as to be exposed to the light, the electric elements are stacked on the second printed circuit board, and the first printed circuit board and the second printed circuit board are electrically connected to each other .

연결부에 의해 제1 인쇄회로기판의 태양 전지와 제2 인쇄회로기판의 전기 소자는 서로 전기적으로 연결되고, 태양 전지에서 생산된 전력은 전기 소자의 구동에 이용된다.The solar cell of the first printed circuit board and the electric element of the second printed circuit board are electrically connected to each other by the connecting portion and the electric power produced by the solar cell is used to drive the electric element.

연결부는 연성회로기판 또는 적어도 하나의 커넥터에 의해 형성될 수 있다. 연결부가 커넥터에 의해 형성되는 경우 커넥터는 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판 사이에 설치되어 제1 인쇄회로기판을 지지하도록 이루어질 수 있다.The connection portion may be formed by a flexible circuit board or at least one connector. When the connection portion is formed by the connector, the connector may be installed between the first printed circuit board and the second printed circuit board to support the first printed circuit board.

상기 센서 모듈은 제1 인쇄회로기판 또는 제1 인쇄회로기판에 실장되는 센서부를 포함한다.The sensor module includes a sensor unit mounted on a first printed circuit board or a first printed circuit board.

센서 모듈은 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판을 수용하도록 형성되는 케이스; 및 투명 재질로 형성되고, 상기 케이스에 수용된 태양 전지를 덮으며 상기 케이스에 결합되는 윈도우를 포함한다.Wherein the sensor module is configured to receive the first printed circuit board and the second printed circuit board; And a window formed of a transparent material and covering the solar cell housed in the case and coupled to the case.

상기 센서 모듈은 상기 제1 인쇄회로기판의 제1면에 설치되는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 적외선 센서, 초음파 센서 및 조도 센서 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 윈도우를 통해 시각적으로 노출되도록 배치된다.The sensor module includes a sensor unit installed on a first surface of the first printed circuit board, and the sensor unit includes at least one of an infrared sensor, an ultrasonic sensor, and an illuminance sensor, and is disposed to be visually exposed through the window .

상기 센서 모듈은 상기 제2 인쇄회로기판에 설치되는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 온도 센서, 습도 센서 및 가스 센서 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 케이스에는 벤트홀이 형성된다.The sensor module includes a sensor unit installed on the second printed circuit board, and the sensor unit includes at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, and a gas sensor, and the case has a vent hole.

상기 케이스에는 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판을 서로 다른 높이에 고정하도록 형성되는 결합부가 형성된다.The case is formed with a coupling portion formed to fix the first printed circuit board and the second printed circuit board at different heights.

상기 센서 모듈은 전력 변환 회로, 배터리 또는 통신부를 포함하며, 상기 전력 변환 회로, 배터리 또는 통신부는 제1 인쇄회로기판 도는 제2 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 전력 변환 회로와 배터리는 제1 인쇄회로기판의 제2면에 실장될 수 있으며, 통신부는 제1 인쇄회로기판에 실장될 수 있다.The sensor module may include a power conversion circuit, a battery or a communication unit, and the power conversion circuit, the battery, or the communication unit may be mounted on the first printed circuit board or the second printed circuit board. The power conversion circuit and the battery may be mounted on the second side of the first printed circuit board, and the communication part may be mounted on the first printed circuit board.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 제1 인쇄회로기판을 태양 전지의 적층에 활용하고 제2 인쇄회로기판을 나머지 회로 부품의 실장에 활용함에 따라 하나의 인쇄회로기판에 태양 전지와 회로 부품을 모두 실장하는 구성보다 넓은 수광 면적을 확보할 수 있다.According to the present invention having the above-described structure, since the first printed circuit board is utilized for stacking solar cells and the second printed circuit board is used for mounting the remaining circuit components, solar cells and circuit components are mounted on one printed circuit board It is possible to secure a wider light receiving area than a configuration in which all of them are mounted.

또한 본 발명은, 제1 인쇄회로기판과 제2 인쇄회로기판을 서로 다른 높이에 서로 마주보도록 배치하여 센서 모듈이 차지하는 면적을 종래보다 축소시킬 수 있다.Further, according to the present invention, the first printed circuit board and the second printed circuit board can be arranged so as to face each other at mutually different heights, thereby reducing the area occupied by the sensor module.

또한 본 발명은, 작은 센서 모듈의 크기를 구현하여 센서 모듈의 설치 장소 제한 문제를 해결할 수 있다.Further, the present invention implements the size of a small sensor module, thereby solving the limitation of the installation place of the sensor module.

도 1은 본 발명의 센서 모듈을 보인 사시도다.
도 2는 케이스의 내부에 수용되는 부품들을 보인 사시도다.
도 3은 센서 모듈의 단면도다.
도 4a 내지 도 4c는 센서 모듈을 제조하는 방법의 일 예를 보인 개념도들이다.
도 5a 내지 도 5e는 센서 모듈을 제조하는 방법의 다른 일 예를 보인 개념도들이다.
도 6은 센서 모듈의 다른 실시예를 보인 사시도다.
도 7은 센서 모듈의 또 다른 실시예를 보인 사시도다.1 is a perspective view showing a sensor module of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing parts housed inside the case. Fig.
3 is a cross-sectional view of the sensor module.
4A to 4C are conceptual diagrams showing an example of a method of manufacturing the sensor module.
5A to 5E are conceptual diagrams showing another example of a method of manufacturing the sensor module.
6 is a perspective view showing another embodiment of the sensor module.
7 is a perspective view showing another embodiment of the sensor module.

도 1은 본 발명의 센서 모듈(100)을 보인 사시도다.1 is a perspective view showing a sensor module 100 of the present invention.

태양 전지 모듈은 태양 전지(130)를 구비하여 빛으로부터 전력을 생산하도록 형성되는 모듈을 가리킨다. 모듈이란 기계 또는 시스템 등의 구성단위를 의미하는 것으로 여러 전자 부품이나 기계 부품으로 조립되어 특정 기능을 갖는 독립된 장치를 가리킨다. 따라서 태양 전지 모듈은 태양 전지를 구비하여 빛으로부터 전력을 생산하는 기능을 갖는 독립된 장치를 가리키는 것으로 이해될 수 있다.The solar cell module includes a solar cell 130 and is configured to produce power from light. A module means a unit such as a machine or a system, and refers to an independent apparatus assembled with various electronic parts or mechanical parts and having a specific function. Therefore, it can be understood that the solar cell module is an independent device having a function of producing a power from light by having a solar cell.

본 발명의 센서 모듈(100)은 태양 전지 모듈의 일 예에 해당한다. 본 발명의 센서 모듈(100)은 태양 전지를 포함하며, 태양 전지로부터 발생되는 전력에 의해 구동된다. 태양 전지 모듈을 센서의 용도로 활용한 것이 센서 모듈(100)인 것으로 이해될 수 있다.The sensor module 100 of the present invention corresponds to an example of a solar cell module. The sensor module 100 of the present invention includes a solar cell and is driven by electric power generated from the solar cell. It can be understood that the sensor module 100 is one in which the solar cell module is used for the sensor.

센서 모듈(100)은 케이스(191, 192), 윈도우(180) 및 상기 케이스(191, 192)의 내부에 수용되는 부품들을 포함한다.The sensor module 100 includes a case 191, 192, a window 180, and components housed inside the case 191, 192.

케이스(191, 192)는 그 내부에 센서 모듈(100)의 나머지 부품들을 수용하도록 형성된다. 케이스(191, 192)는 센서 모듈(100)의 전면을 제외한 나머지 영역을 보호하도록 이루어진다. 도 1을 참조하면 센서 모듈(100)의 전면에는 윈도우(180)가 형성되고, 윈도우(180)를 제외한 나머지 영역은 모두 케이스(191, 192)에 의해 보호된다.The cases 191 and 192 are formed to receive the remaining parts of the sensor module 100 therein. The cases 191 and 192 are configured to protect the remaining area except the front surface of the sensor module 100. [ 1, a window 180 is formed on the front surface of the sensor module 100, and all the remaining areas except the window 180 are protected by the cases 191 and 192.

케이스(191, 192)의 내부에 수용되는 부품들은 도 1에 도시된 제1 인쇄회로기판(110), 태양 전지(130) 및 센서부(160)를 포함하되, 이들에 한정되는 것은 아니다. 케이스(191, 192)에 의해 보호가 필요한 부품이라면 모두 케이스(191, 192)의 내부에 수용될 수 있다.Components housed in the cases 191 and 192 include, but are not limited to, the first printed circuit board 110, the solar cell 130, and the sensor unit 160 shown in FIG. All components that need to be protected by the cases 191 and 192 can be accommodated in the cases 191 and 192. [

케이스(191, 192)는 서로 결합 가능한 제1케이스(191)와 제2케이스(192)를 포함할 수 있다.The cases 191 and 192 may include a first case 191 and a second case 192 that can be coupled to each other.

제1케이스(191)는 윈도우(180)의 둘레를 감싸도록 형성될 수 있다. 제1케이스(191)는 불투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 태양 전지(130)를 시각적으로 가리지 않는 영역에 형성될 수 있다. 제1케이스(191)의 테두리는 제2케이스(192)에 결합 가능하도록 형성될 수 있다.The first case 191 may be formed to surround the circumference of the window 180. The first case 191 may be made of an opaque material and may be formed in a region where the solar cell 130 is not visually obscured. The rim of the first case 191 may be formed to be engageable with the second case 192.

제2케이스(192)는 센서 모듈(100)의 측벽과 바닥을 형성할 수 있다. 제2케이스(192) 센서 모듈(100)의 나머지 부품들을 수용하도록 형성될 수 있다. 제2케이스(192)에는 벤트홀(192a)이 형성될 수 있다. 벤트홀(192a)은 빛이나 외부 환경에 노출될 필요가 없는 센서들을 위한 구성으로, 벤트홀(192a)에 대하여는 후술한다.The second case 192 may form a side wall and a bottom of the sensor module 100. The second case 192 may be configured to receive the remaining components of the sensor module 100. The second case 192 may have a vent hole 192a. The vent hole 192a is configured for sensors that do not need to be exposed to light or an external environment, and the vent hole 192a will be described later.

센서 모듈(100)의 내부 부품들을 유지 및 보수할 필요가 있는 경우에는 제1케이스(191)와 제2케이스(192)를 서로 분리하여 내부 부품들을 노출시키면 된다.When it is necessary to maintain and repair internal components of the sensor module 100, the first case 191 and the second case 192 may be separated from each other to expose internal components.

윈도우(180)는 케이스(191, 192)에 수용된 태양 전지(130)를 덮으면서 케이스(191, 192)에 결합된다. 예를 들어 윈도우(180)의 둘레는 제1케이스(191)에 결합될 수 있다. 윈도우(180)는 태양 전지(130)를 보호하도록 태양 전지(130)의 전면을 마주보게 배치된다. 윈도우(180)는 태양 전지(130)로 빛이 공급될 수 있도록 투명한 재질로 이루어진다.The window 180 is coupled to the case 191, 192 while covering the solar cell 130 housed in the case 191, 192. For example, the circumference of the window 180 may be coupled to the first case 191. The window 180 is disposed to face the front surface of the solar cell 130 so as to protect the solar cell 130. The window 180 is made of a transparent material so that light can be supplied to the solar cell 130.

윈도우(180)와 케이스(191, 192)에 의해 형성되는 공간 내에 센서 모듈(100)의 나머지 부품들이 수용된다. 도 1에서는 제1 인쇄회로기판(110)과 태양 전지(130) 및 센서부(160)가 케이스(191, 192)의 내부에 수용되는 구성을 보이고 있다.The remaining parts of the sensor module 100 are accommodated in the space formed by the window 180 and the cases 191, 192. 1 shows a configuration in which a first printed circuit board 110, a solar cell 130, and a sensor unit 160 are accommodated in the cases 191 and 192.

태양 전지(130)는 제1 인쇄회로기판(110)에 실장되며, 윈도우(180)를 통해 의해 시각적으로 노출되도록 배치된다. 태양 전지(130)가 윈도우(180)를 통해 시각적으로 노출되도록 배치되는 이유는 태양 전지(130)의 수광을 위해서다.The solar cell 130 is mounted on the first printed circuit board 110 and is arranged to be visually exposed by the window 180. The reason why the solar cell 130 is disposed so as to be visually exposed through the window 180 is to receive the solar cell 130.

제1 인쇄회로기판(110)에 실장되는 태양 전지(130)의 수는 센서 모듈(100)의 설계에 따라 결정될 수 있다. 도 1에서는 두 개의 태양 전지(131, 132)가 제1 인쇄회로기판(110)에 실장된 구성을 보이고 있다.The number of solar cells 130 mounted on the first printed circuit board 110 may be determined according to the design of the sensor module 100. In FIG. 1, two solar cells 131 and 132 are mounted on a first printed circuit board 110.

태양 전지(130)와 마찬가지로 센서부(160)도 제1 인쇄회로기판(110)에 설치되고, 윈도우(180)를 통해 시각적으로 노출되도록 배치될 수 있다. 센서부(160)에 구비되는 센서의 종류에 따라 빛이나 외부 환경에 노출될 필요성이 있을 수 있으며, 도 1은 이러한 구성을 보이고 있다.Like the solar cell 130, the sensor unit 160 may be disposed on the first printed circuit board 110 and may be disposed to be visually exposed through the window 180. [ Depending on the type of sensor provided in the sensor unit 160, it may be necessary to be exposed to light or an external environment. FIG. 1 shows such a configuration.

예를 들어, 적외선 센서는 적외선을 이용하여 사물의 유무 또는 거리를 측정하도록 이루어지고, 초음파 센서는 초음파를 이용하여 사물의 유무 또는 거리를 측정하도록 이루어지며, 조도 센서는 빛의 밝기를 측정하도록 이루어진다. 따라서 적외선 센서, 초음파 센서 및 조도 센서는 빛이나 외부 환경에 노출되어야 하며, 그렇지 않다면 센서로서의 기능을 상실하게 된다.For example, the infrared sensor is configured to measure the presence or the distance of objects using infrared rays, and the ultrasonic sensor measures the presence or the distance of objects using ultrasonic waves, and the illuminance sensor measures the brightness of light . Therefore, the infrared sensor, the ultrasonic sensor and the illuminance sensor must be exposed to light or an external environment, or they will lose their function as a sensor.

따라서 도 1에 도시된 센서부(160)는 적외선 센서, 초음파 센서, 조도 센서 중 적어도 하나를 포함한다. 만일 센서부(160)가 적외선 센서, 초음파 센서, 조도 센서 등과 같이 빛이나 외부 환경에 노출되어야 하는 센서들로만 구성되는 경우에는, 앞서 설명한 벤트홀(192a)은 선택적 구성이 될 수 있다. 벤트홀(192a)은 빛이나 외부 환경에 노출될 필요가 없는 센서들을 위한 구성이기 때문이다.Accordingly, the sensor unit 160 shown in FIG. 1 includes at least one of an infrared sensor, an ultrasonic sensor, and an illuminance sensor. In the case where the sensor unit 160 is constituted only by sensors such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an illuminance sensor, etc., which are to be exposed to light or an external environment, the vent hole 192a described above may be an optional configuration. The vent hole 192a is a configuration for sensors that do not need to be exposed to light or an external environment.

이하에서는 종래보다 단순화 되고, 축소된 크기를 갖는 센서 모듈(100)의 내부 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the internal structure of the sensor module 100 having a simpler and reduced size than the conventional one will be described.

도 2는 케이스(191, 192)의 내부에 수용되는 부품들을 보인 사시도다.Fig. 2 is a perspective view showing parts housed inside the cases 191 and 192. Fig.

센서 모듈(100)은 제1 인쇄회로기판(110), 제2 인쇄회로기판(120), 태양 전지(130), 전기 소자(140), 센서부(160)를 포함한다.The sensor module 100 includes a first printed circuit board 110, a second printed circuit board 120, a solar cell 130, an electric device 140, and a sensor unit 160.

제1 인쇄회로기판(110)은 서로 반대 방향을 향하는 제1면(111)과 제2면(112)을 구비한다. 제1면(111)은 상면 또는 전면으로 명명되고, 제2면(112)은 하면 또는 배면으로 명명될 수 있다. 도 1에서 설명되었던 윈도우(180)를 통해 노출되는 면은 제1면(111)에 해당한다.The first printed circuit board 110 has a first surface 111 and a second surface 112 facing in opposite directions. The first surface 111 may be referred to as the top surface or the front surface, and the second surface 112 may be referred to as the bottom surface or the back surface. The face exposed through the window 180 described in FIG. 1 corresponds to the first face 111.

제1 인쇄회로기판(110)에는 전극 연결부(114)가 형성된다. 전극 연결부(114)는 제1면(111)으로 노출되며, 상기 제1면(111)에 실장되는 태양 전지(130)와 전기적으로 연결된다. 다만, 도 2에서 전극 연결부 중 일부(113, 115, 도 3 참조)는 그 위에 실장된 태양 전지(130)에 의해 가려진다.An electrode connection part 114 is formed on the first printed circuit board 110. The electrode connection portion 114 is exposed to the first surface 111 and is electrically connected to the solar cell 130 mounted on the first surface 111. In FIG. 2, some of the electrode connection portions 113 and 115 (see FIG. 3) are covered by the solar cell 130 mounted thereon.

제2 인쇄회로기판(120)은 제1 인쇄회로기판(110)으로부터 이격된 위치에서 제1 인쇄회로기판(110)의 제2면(112)을 마주보도록 배치된다. 도 2를 기준으로 제2 인쇄회로기판(120)은 제1 인쇄회로기판(110)의 아래에 배치된다. 도 1에서 설명된 케이스(191, 192) 내에서 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)은 서로 다른 높이에 배치되어 다단 구조를 형성한다.The second printed circuit board 120 is disposed to face the second side 112 of the first printed circuit board 110 at a position spaced apart from the first printed circuit board 110. Referring to FIG. 2, the second printed circuit board 120 is disposed below the first printed circuit board 110. In the cases 191 and 192 described in FIG. 1, the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120 are arranged at different heights to form a multi-step structure.

제2 인쇄회로기판(120)도 제1 인쇄회로기판(110)과 마찬가지로 서로 반대 방향을 향하는 제1면(121)과 제2면(122)을 구비한다. 제1면(111)은 상면 또는 전면으로 명명되고, 제2면(112)은 하면 또는 배면으로 명명될 수 있다.The second printed circuit board 120 has a first surface 121 and a second surface 122 which are opposite to each other as in the first printed circuit board 110. The first surface 111 may be referred to as the top surface or the front surface, and the second surface 112 may be referred to as the bottom surface or the back surface.

제2 인쇄회로기판(120)에는 회로 배선(123)이 형성된다. 회로 배선(123)은 상기 제2 인쇄회로기판(120)에 실장되는 전기 소자(140)와 전기적으로 연결되며, 상기 전기 소자(140)에 속하는 각종 소자 및 각종 회로(141, 142)를 서로 전기적으로 연결시킨다.A circuit wiring 123 is formed on the second printed circuit board 120. The circuit wiring 123 is electrically connected to the electric element 140 mounted on the second printed circuit board 120 and electrically connects the various elements and various circuits 141 and 142 belonging to the electric element 140 to each other electrically .

태양 전지(130)는 제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111)에 실장된다. 제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111)은 도 1에서 설명한 윈도우(180)를 마주보도록 배치되므로, 제1면(111)에 실장된 태양 전지(130)는 윈도우(180)를 통해 시각적으로 노출될 수 있다.The solar cell 130 is mounted on the first side 111 of the first printed circuit board 110. The first surface 111 of the first printed circuit board 110 is disposed to face the window 180 described with reference to FIG. 1, so that the solar cell 130 mounted on the first surface 111 has the window 180 Which can be visually exposed.

태양 전지(130)가 윈도우(180)를 통해 시각적으로 노출됨에 따라 빛은 투명한 윈도우(180)를 통해 태양 전지(130)로 입사될 수 있다. 태양 전지(130)는 이 빛을 이용하여 센서 모듈(100)의 구동에 필요한 전력을 생산하도록 이루어진다.As the solar cell 130 is visually exposed through the window 180, the light may be incident on the solar cell 130 through the transparent window 180. The solar cell 130 is used to generate electric power required for driving the sensor module 100 using the light.

전기 소자(140)는 제1 인쇄회로기판 또는 제2 인쇄회로기판(120)에 실장된다. 전기 소자(140)는 태양 전지(130)에서 생산된 전력으로 구동된다. 후술하는 연결부(150)에 의해 전극 연결부(114) 회로 배선(123)이 서로 전기적으로 연결되어 있으므로 태양 전지(130)에 생산된 전력은 전기 소자(140)의 구동에 이용될 수 있다.The electrical element 140 is mounted on a first printed circuit board or a second printed circuit board 120. The electric element 140 is driven by electric power produced by the solar cell 130. The electric power produced in the solar cell 130 can be used to drive the electric device 140 since the circuit wiring 123 of the electrode connection part 114 is electrically connected to each other by the connection part 150 which will be described later.

전기 소자(140)는 센서 모듈(100)의 구동과 제어를 위한 각종 소자와 각종 회로(141, 142)를 포함한다. 예를 들어 전기 소자(140)는 구동 회로, 충전 회로, MPPT(Maximum Power Point Tracking) 알고리즘 회로, DC to DC(승압(boost), 강압(buck)) 컨버터, 센서 모듈(100)의 사물 인터넷(Internet of Things)을 구현하는 통신부, 센서부(160) 전원 및 배터리 충전 회로 등을 포함할 수 있다. 도 1에서는 두 개의 소자(141, 142)가 제2 인쇄회로기판(120)에 실장된 구성을 보이고 있으나, 소자와 회로의 종류는 센서 모듈(100)의 설계에 따라 변경될 수 있다.The electric device 140 includes various devices and various circuits 141 and 142 for driving and controlling the sensor module 100. For example, the electrical device 140 may include a driver circuit, a charging circuit, an MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm circuit, a DC to DC (boost, buck) Internet of Things), a power source of the sensor unit 160, a battery charging circuit, and the like. In FIG. 1, two devices 141 and 142 are mounted on the second printed circuit board 120, but the types of devices and circuits can be changed according to the design of the sensor module 100.

배터리(170)는 제1 인쇄회로기판(110) 또는 제2 인쇄회로기판(120)에 설치될 수 있다. 배터리(170)는 태양 전지(130)에서 생산된 전력을 저장하도록 이루어진다. 태양 전지(130)에서 생산된 전력은 전기 소자(140)의 전력 변환 회로에 의해 배터리(170)에 저장될 수 있는 전력으로 변환된 후 배터리(170)에 저장될 수 있다.The battery 170 may be installed on the first printed circuit board 110 or the second printed circuit board 120. The battery 170 is configured to store the electric power produced by the solar cell 130. The power produced by the solar cell 130 can be converted into electric power that can be stored in the battery 170 by the power conversion circuit of the electric device 140 and then stored in the battery 170. [

그리고 배터리(170)에 저장된 전력은 센서 모듈(100)의 구동에 이용되며, 특히 빛이 존재하지 않을 때에도 배터리(170)에 저장된 전력을 이용하여 센서 모듈(100)이 구동될 수 있다.The power stored in the battery 170 is used to drive the sensor module 100, and the sensor module 100 can be driven using the power stored in the battery 170 even when no light is present.

연결부(150)는 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)에 연결된다. 연결부(150)는 제1 인쇄회로기판(110)에 구비되는 전극 연결부(114)와 제2 인쇄회로기판(120)에 구비되는 회로 배선(123)을 서로 전기적으로 연결시키도록 이루어진다. 제1 인쇄회로기판(110)의 전극 연결부(114)는 태양 전지(130)와 전기적으로 연결되어 있고 제2 인쇄회로기판(120)의 회로 배선(123)은 전기 소자(140)와 전기적으로 연결되어 있으므로, 결과적으로 태양 전지(130)와 전기 소자(140)도 연결부(150)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.The connection unit 150 is connected to the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120. The connection part 150 electrically connects the electrode connection part 114 provided on the first printed circuit board 110 and the circuit wiring 123 provided on the second printed circuit board 120 with each other. The electrode connection portion 114 of the first printed circuit board 110 is electrically connected to the solar cell 130 and the circuit wiring 123 of the second printed circuit board 120 is electrically connected to the electrical device 140 As a result, the solar cell 130 and the electric device 140 are also electrically connected to each other by the connection unit 150.

도 2에서는 연결부(150)가 연성회로기판(FPC : Flexible Printed Circuit)에 의해 형성되는 구성을 보이고 있다. 연성회로기판은 절연성과 내열성을 가진 폴리이미드 베이스(polyimide base)와 커버 레이(cover lay) 사이에 정밀 부식한 미세회로를 형성하여 유연성과 굴곡성을 갖도록 이루어진 배선기관을 의미한다.In FIG. 2, the connection part 150 is formed by a flexible printed circuit (FPC). A flexible circuit board refers to a wiring structure formed by forming a precise corroded microcircuit between a polyimide base and a cover lay having insulation and heat resistance, thereby providing flexibility and flexibility.

일반적인 인쇄회로기판(printed circuit board : PCB)이 페놀이나 에폭시 등의 절연체로 이루어져 있어 유연성과 굴곡성을 갖지 못하는 것과 달리, 연성회로기판은 유연성과 굴곡성을 가지므로, 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)의 높이차를 자유롭게 설정할 수 있다. 이에 따라 후술하는 결합부(192b, 192c, 도 3 참조)의 구조가 자유롭게 변경될 수 있다.Since a general printed circuit board (PCB) is made of an insulator such as phenol or epoxy, it does not have flexibility and flexibility, the flexible printed circuit board has flexibility and flexibility. Therefore, the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board The height difference of the second printed circuit board 120 can be freely set. Accordingly, the structure of the engaging portions 192b and 192c (see FIG. 3) described later can be freely changed.

제1 인쇄회로기판(110)에 실장된 태양 전지(130)와 제2 인쇄회로기판(120)에 실장된 전기 소자(140)가 연결부(150)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있으므로, 태양 전지(130)에서 생산된 전력은 전기 소자(140)에 의해 제어될 수 있다. 따라서 태양 전지(130)와 전기 소자(140)는 서로 다른 인쇄회로기판에 각각 실장될 수 있다.Since the solar cell 130 mounted on the first printed circuit board 110 and the electric device 140 mounted on the second printed circuit board 120 are electrically connected to each other by the connection part 150, 130 can be controlled by the electric device 140. [ Accordingly, the solar cell 130 and the electric device 140 can be mounted on different printed circuit boards, respectively.

충분한 전력 생산을 위해 태양 전지(130)는 그 수가 많을수록 바람직하며, 수광을 위해서는 다수의 태양 전지(130)가 모두 인쇄회로기판의 한 면(빛이 직접적으로 비치는 면)에 배치되어야 한다. 뿐만 아니라 센서 모듈(100)의 구동을 위해서는 전기 소자(140)도 인쇄회로기판에 실장되어야 한다. 종래에는 태양 전지와 전기 소자가 동일한 인쇄회로기판에 실장되었으므로, 하나의 인쇄회로기판이 태양 전지의 실장 영역과 전기 소자의 실장 영역으로 분할되어야 했다. 이러한 종래의 구조는 태양 전지의 수를 증가시키기 위해 센서 모듈의 면적을 증가시키는 것이 불가피 했다.In order to generate sufficient electric power, the number of the solar cells 130 is preferably as large as possible, and in order to receive light, a plurality of solar cells 130 are all disposed on one surface of the printed circuit board (the surface directly facing the light). In addition, in order to drive the sensor module 100, the electric element 140 must be mounted on the printed circuit board. Conventionally, since the solar cell and the electric device are mounted on the same printed circuit board, one printed circuit board has to be divided into a mounting region of the solar cell and a mounting region of the electric device. In this conventional structure, it is inevitable to increase the area of the sensor module in order to increase the number of solar cells.

그러나 본 발명의 구조에 의하면, 제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111)을 모두 태양 전지(130)의 실장에 활용할 수 있다. 제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111)이 태양 전지(130)의 실장 영역과 전기 소자(140)의 실장 영역으로 분할되지 않아도 된다. 불가피하게 센서부(160)가 제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111)에 실장될 수 있으나, 센서부(160)에 속하는 센서의 종류에 따라 제2 인쇄회로기판(120)에 실장되는 것도 가능하다.However, according to the structure of the present invention, the first surface 111 of the first printed circuit board 110 can be utilized for mounting the solar cell 130. The first surface 111 of the first printed circuit board 110 may not be divided into the mounting region of the solar cell 130 and the mounting region of the electric device 140. [ The sensor unit 160 may be mounted on the first surface 111 of the first printed circuit board 110 but may be mounted on the second printed circuit board 120 depending on the type of sensor belonging to the sensor unit 160. [ It is also possible to mount it.

대신 제2 인쇄회로기판(120)이 전기 소자(140)의 실장 영역으로 활용된다. 나아가 제2 인쇄회로기판(120)은 제1 인쇄회로기판(110)과 동일한 평면 상에 배치되는 것이 아니라 제1 인쇄회로기판(110)과 중첩되도록 제1 인쇄회로기판(110)과는 다른 높이에 배치되므로, 센서 모듈(100)이 차지하는 면적을 종래보다 축소시킬 수 있게 된다.The second printed circuit board 120 is utilized as the mounting area of the electric element 140 instead. Further, the second printed circuit board 120 may be disposed on the same plane as the first printed circuit board 110, but may have a height different from that of the first printed circuit board 110, The area occupied by the sensor module 100 can be reduced as compared with the related art.

또한 본 발명의 구조는 부품들 간의 복잡한 케이블 연결을 필요로 하지 않으므로, 센서 모듈(100)의 구조를 단순화 할 수 있다. 특히 케이블에 의해 부품들끼리 연결되는 구조는 유지 보수의 어려움을 유발하기 때문에 본 발명의 구조는 센서 모듈(100)의 유지 보수를 용이하게 한다.Further, the structure of the present invention does not require a complicated cable connection between parts, so that the structure of the sensor module 100 can be simplified. In particular, the structure of the present invention facilitates the maintenance of the sensor module 100 because the structure in which components are connected to each other by cable causes difficulties in maintenance.

그리고 센서 모듈(100)이 차지는 면적이 축소되면, 센서 모듈(100)의 설치 장소에 대한 제한이 대부분 해소될 수 있다. 태양 전지(130)를 구비하는 센서 모듈(100)은 수광을 위해 반드시 빛의 입사 방향을 향하도록 배치되어야 하는 방향 제한과 함께, 경우에 따라 좁은 공간에 설치되어야 하는 크기 제한을 갖는다. 그러나 본 발명의 구조에 의해 센서 모듈(100)이 차지하는 면적을 축소시키면 상기 크기 제한을 해소할 수 있으며, 이에 따라 설치 장소의 제한을 해소될 수 있다.If the area occupied by the sensor module 100 is reduced, most restrictions on the installation place of the sensor module 100 can be solved. The sensor module 100 including the solar cell 130 has a size restriction that must be installed in a narrow space in some cases along with a direction restriction that must be arranged so as to face the incidence direction of light for receiving light. However, if the area occupied by the sensor module 100 is reduced by the structure of the present invention, the size limitation can be solved, thereby limiting the installation site.

도 3은 센서 모듈(100)의 단면도다.3 is a sectional view of the sensor module 100. Fig.

제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111)에는 전극 연결부(113, 114, 115)가 형성된다. 각각의 태양 전지들(131, 132)는 두 개의 전극들(131a, 131b)(132a, 132b)을 구비하고, 전극들(131a, 131b)(132a, 132b)은 전극 연결부(113, 114, 115)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라 태양 전지들(131, 132)는 직렬로 연결된다.Electrode connection portions 113, 114, and 115 are formed on the first surface 111 of the first printed circuit board 110. Each of the solar cells 131 and 132 has two electrodes 131a and 131b and 132b and electrodes 131a and 131b 132a and 132b are connected to electrode connections 113, ). Accordingly, the solar cells 131 and 132 are connected in series.

봉지층 및/또는 보호층(135)은 태양 전지를 덮도록 이루어진다. 봉지층 및/또는 보호층(135)은 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어 폴리머 보호층이 EVA (에틸린초산비닐 공중합체(ethylene-vinyl acetate copolymer)) 봉지층 또는 PC (폴리카보네이트) 봉지층에 의해 태양 전지에 접착될 수 있다. 이 경우에는 폴리머 보호층이 태양 전지를 보호하는 최외곽층에 해당한다.The encapsulating layer and / or the protective layer 135 are made to cover the solar cell. The encapsulation layer and / or the protective layer 135 can be made of various materials. For example, a polymer protective layer may be bonded to the solar cell by an EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) encapsulation layer or a PC (polycarbonate) encapsulation layer. In this case, the polymer protective layer corresponds to the outermost layer protecting the solar cell.

다른 예로 실리콘을 포함하는 소재가 봉지층을 형성할 수도 있다. 실리콘은 EVA 봉지층에 비하여 고내열성을 갖는다는 장점이 있다. 실리콘은 센서 모듈의 최외곽층을 형성할 수 있으므로 별도의 보호층을 필요로 하지 않는다.As another example, a material containing silicon may form an encapsulating layer. Silicon has the advantage that it has higher heat resistance than EVA encapsulating layer. Since silicon can form the outermost layer of the sensor module, a separate protective layer is not required.

제2 인쇄회로기판(120)에는 회로 배선(123)이 형성되며, 회로 배선(123)은 제2 인쇄회로기판(120)의 제1면(121)으로 노출될 수 있다. 전기 소자(140)나 배터리(170)는 제2 인쇄회로기판(120)의 제1면(121)에 실장되어 상기 회로 배선(123)에 전기적으로 연결된다.Circuit wiring 123 may be formed on the second printed circuit board 120 and the circuit wiring 123 may be exposed on the first surface 121 of the second printed circuit board 120. The electrical element 140 and the battery 170 are mounted on the first surface 121 of the second printed circuit board 120 and are electrically connected to the circuit wiring 123.

도 3에서는 제1 인쇄회로기판(110)의 제2면(112)과 제2 인쇄회로기판(120)의 제2면(122)에 부품이 실장되지 않으나, 필요에 따라 각각의 제2면(112)(122)에도 부품이 실장될 수 있다. 각각의 제2면(112)(122)에 실장된 부품들도 연결부(150)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있으며, 이러한 구조에 대하여는 후술한다.Although components are not mounted on the second surface 112 of the first printed circuit board 110 and the second surface 122 of the second printed circuit board 120 in Figure 3, 112) 122 may also be mounted on the component. The components mounted on the respective second surfaces 112 and 122 can also be electrically connected to each other by the connecting portion 150, and such structure will be described later.

케이스(191, 192)에는 결합부(192a, 192b)가 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면 결합부(192a, 192b)는 제2케이스(192)의 바닥으로부터 돌출된다. 결합부(192a, 192b)는 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)을 서로 다른 높이에 고정하도록 형성된다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 결합부(192a, 192b)에는 래치 구조의 홈이 형성될 수 있다. 각 결합부(192a, 192b)마다 높이차를 형성하는 두 개의 홈이 형성되며, 각각의 홈에 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)이 삽입된다.The cases 191 and 192 may be provided with engaging portions 192a and 192b. Referring to FIG. 3, the engaging portions 192a and 192b protrude from the bottom of the second case 192. The engaging portions 192a and 192b are formed to fix the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120 at different heights. For example, as shown in FIG. 3, grooves of a latch structure may be formed in the engaging portions 192a and 192b. Two grooves forming a height difference are formed for each of the engaging portions 192a and 192b and the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120 are inserted into the respective grooves.

결합부(192a, 192b)에 의해 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)은 서로 다른 높이에 고정될 수 있으며, 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 본 발명에서는 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)을 고정하는 구조를 어느 하나로 한정하지 않으며, 다만 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)을 서로 다른 높이에 고정할 수 있으면 된다.The first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120 may be fixed at different heights by the engaging portions 192a and 192b and may be arranged to face each other. The first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120 may be fixed to each other without any limitation to the structure of fixing the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120, They can be fixed at different heights.

도 3에서 미설명된 도면부호 180은 윈도우(180)로 이에 대한 설명은 앞서 설명으로 갈음한다.Reference numeral 180, which is not shown in FIG. 3, is a window 180, and a description thereof is omitted.

도 4a 내지 도 4c는 센서 모듈을 제조하는 방법의 일 예를 보인 개념도들이다.4A to 4C are conceptual diagrams showing an example of a method of manufacturing the sensor module.

먼저 도 4a를 참조하면, 제1 인쇄회로기판(110)에는 전극 연결부(113, 114, 115)가 형성되며, 태양 전지(130)는 제1 인쇄회로기판(110)에 실장되어 상기 전극 연결부(113, 114, 115)에 전기적으로 연결된다. 태양 전지(130)의 실장은 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어 솔더를 이용하여 태양 전지(130)를 전극 연결부(113, 114, 115)에 접합할 수 있다. 4A, electrode connection portions 113, 114 and 115 are formed on a first printed circuit board 110, a solar cell 130 is mounted on a first printed circuit board 110, 113, 114, and 115, respectively. The mounting of the solar cell 130 can be accomplished by various methods. For example, the solar cell 130 can be bonded to the electrode connection portions 113, 114, and 115 using solder.

다음으로 도 4b를 참조하면, 태양 전지(130) 위에 액상의 봉지층 원료(135')를 디스펜싱하고 열(Q)을 가해 봉지층(135)이 형성된다. 봉지층(135)은 필요에 따라 태양 전지(130)를 덮는 최외곽층이 될 수 있다. 예를 들어 봉지층(135)이 실리콘을 포함하는 소재로 이루어지는 경우, 봉지층(135)은 별도의 보호층을 필요로 하지 않을 수 있다.4B, an encapsulating layer 135 is formed by dispensing a liquid encapsulating layer material 135 'onto the solar cell 130 and applying heat Q to the encapsulating layer 135'. The sealing layer 135 may be an outermost layer covering the solar cell 130, if necessary. For example, when the sealing layer 135 is made of a material containing silicon, the sealing layer 135 may not require a separate protective layer.

실리콘 봉지층은 액상의 봉지층 원료(135')를 태양 전지 위에 디스펜싱하고, 열(Q)을 가해 액상의 봉지층 원료(135')를 열경화시켜 형성된다. 만일 액상의 봉지층 원료(135')에 접착제가 포함되어 있지 않으면 태양 전지(130)와 봉지층(135) 사이에 접착력을 제공하는 프라이머 층이 형성될 수 있다.The silicon encapsulation layer is formed by dispensing a liquid encapsulating layer raw material 135 'onto a solar cell and applying heat (Q) to thermally cure the liquid encapsulating layer raw material 135'. If an adhesive is not contained in the liquid sealing layer material 135 ', a primer layer may be formed that provides an adhesive force between the solar cell 130 and the sealing layer 135.

제1 인쇄회로기판(110)에는 태양 전지(130) 외에 전기 소자 중 적어도 일부(미도시)가 실장될 수 있으며, 제1 인쇄회로기판(110)에 실장되는 전기 소자의 종류와 수는 설계에 따라 달라질 수 있다. 제1 인쇄회로기판(110)에 실장되는 전기 소자는 제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111) 또는 제2면(112)에 실장될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(110)에 전기 소자가 실장된 구성은 도 6과 도 7을 참조하면 알 수 있다.At least a part (not shown) of the electric elements may be mounted on the first printed circuit board 110 in addition to the solar cell 130. The type and number of the electric elements mounted on the first printed circuit board 110 may be designed Can vary. The electrical elements mounted on the first printed circuit board 110 may be mounted on the first surface 111 or the second surface 112 of the first printed circuit board 110. A configuration in which an electric element is mounted on the first printed circuit board 110 can be seen with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

특히 실리콘 봉지층(135)은 앞서 설명한 바와 같이 고내열성을 갖기 때문에, 제1 인쇄회로기판(135)에 전기 소자를 실장하고자 하는 경우 고온의 표면 실장 기술을 적용한 자동화 공정을 이용할 수 있다. 고온의 표면 실장 기술을 적용한 자동화 공정이란 로(furnace)에서 열을 가하여 인쇄회로기판과 전기 소자를 접착하는 공정을 의미한다. 제1 인쇄회로기판(110)에 실리콘 봉지층(135)을 형성하는 것과 전기 소자를 실장하는 순서는 서로 바뀔 수 있다.In particular, since the silicon sealing layer 135 has high heat resistance as described above, an automation process using a high-temperature surface mounting technique can be used when mounting an electric element on the first printed circuit board 135. An automation process using high temperature surface mounting technology refers to a process in which heat is applied in a furnace to bond a printed circuit board to an electric device. The order of forming the silicon encapsulating layer 135 on the first printed circuit board 110 and the step of mounting the electric element may be changed.

다음으로 도 4c를 참조하면 제2 인쇄회로기판(120)에 회로 배선(123)이 형성되며, 전기 소자(140)가 제2 인쇄회로기판(120)에 실장되어 상기 회로 배선(123)에 전기적으로 연결되어 있다. 마지막으로 연결부(150)로 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)을 연결하면, 제1 인쇄회로기판(110)에 실장된 태양 전지(130) 등과 제2 인쇄회로기판에 실장된 전기 소자(140) 등은 서로 전기적으로 연결되게 된다. 도 4c에서 미설명된 도면 부호 170은 배터리다.Referring to FIG. 4C, a circuit wiring 123 is formed on the second printed circuit board 120, an electrical element 140 is mounted on the second printed circuit board 120, and the circuit wiring 123 is electrically Respectively. Lastly, when the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120 are connected to each other through the connecting portion 150, the solar cells 130 and the like mounted on the first printed circuit board 110, The electric element 140 and the like mounted on the base board 130 are electrically connected to each other. In FIG. 4C, reference numeral 170 denotes a battery.

도 5a 내지 도 5e는 센서 모듈을 제조하는 방법의 다른 일 예를 보인 개념도들이다.5A to 5E are conceptual diagrams showing another example of a method of manufacturing the sensor module.

먼저 도 5a를 참조하면, 제1 인쇄회로기판((110)에는 전극 연결부(113, 114, 115)가 형성되며, 태양 전지(130)는 제1 인쇄회로기판(110)에 실장되어 상기 전극 연결부(113, 114, 115)에 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 5A, electrode connection portions 113, 114 and 115 are formed on a first printed circuit board 110, a solar cell 130 is mounted on a first printed circuit board 110, (113, 114, 115).

다음으로 도 5b를 참조하면, 태양 전지(130) 위에 봉지층(135)이 적층된다. 그리고 도 5c를 참조하면 봉지층(135) 위에 보호층(136)이 적층된다. 다음으로 도 5d를 참조하면, 제1 인쇄회로기판(110), 태양 전지(130), 봉지층(135) 및 보호층(136)에 열(Q)을 가하며 양측에서 가압(P)하는 라미네이션 공정을 통해 보호층(136)을 태양 전지(130)에 접착시킨다.Next, referring to FIG. 5B, an encapsulating layer 135 is deposited on the solar cell 130. Referring to FIG. 5C, a protective layer 136 is deposited on the sealing layer 135. Referring to FIG. 5D, a lamination process is performed in which heat (Q) is applied to the first printed circuit board 110, the solar cell 130, the sealing layer 135, and the protection layer 136, And the protective layer 136 is adhered to the solar cell 130.

봉지층(135)은 앞서 설명된 EVA 또는 PC로 이루어질 있으며, 보호층(136)은 폴리머로 이루어질 수 있다. 라미네이션 공정 동안 봉지층(135)이 녹았다가 열경화되면서 보호층(136)이 태양 전지(130) 접착되게 된다.The sealing layer 135 may be made of EVA or PC as described above, and the protective layer 136 may be made of a polymer. During the lamination process, the sealing layer 135 is melted and thermally cured, so that the protective layer 136 is bonded to the solar cell 130.

앞서 설명한 바와 같이 제1 인쇄회로기판(110)에는 태양 전지(130) 외에 전기 소자 중 적어도 일부(미도시)가 실장될 수 있으며, 제1 인쇄회로기판(110)에 실장되는 전기 소자의 종류와 수는 설계에 따라 달라질 수 있다. 제1 인쇄회로기판(110)에서 실장되는 전기 소자는 제1 인쇄회로기판(110)의 제1면(111) 또는 제2면(112)에 실장될 수 있다. 제1 인쇄회로기판(110)에도 전기 소자가 실장된 구성은 도 6과 도 7을 참조하면 알 수 있다.As described above, at least a part (not shown) of the electric elements may be mounted on the first printed circuit board 110 in addition to the solar cell 130, and the type of the electric elements mounted on the first printed circuit board 110 The number may vary depending on the design. The electrical elements mounted on the first printed circuit board 110 may be mounted on the first surface 111 or the second surface 112 of the first printed circuit board 110. The configuration in which the electric element is mounted also on the first printed circuit board 110 can be seen with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

다음으로 도 5e를 참조하면 제2 인쇄회로기판(120)에 회로 배선(123)이 형성되며, 전기 소자(140)가 제2 인쇄회로기판(120)에 실장되어 상기 회로 배선(123)에 전기적으로 연결되어 있다. 마지막으로 연결부(150)로 제1 인쇄회로기판(110)과 제2 인쇄회로기판(120)을 연결하면, 제1 인쇄회로기판(110)에 실장된 태양 전지(130) 등과 제2 인쇄회로기판(120)에 실장된 전기 소자(140) 등은 서로 전기적으로 연결되게 된다.5E, the circuit board 123 is formed on the second printed circuit board 120, the electrical component 140 is mounted on the second printed circuit board 120, and the circuit board 123 is electrically Respectively. Lastly, when the first printed circuit board 110 and the second printed circuit board 120 are connected to each other through the connecting portion 150, the solar cells 130 and the like mounted on the first printed circuit board 110, The electric element 140 and the like mounted on the body 120 are electrically connected to each other.

이하에서는 센서 모듈의 다른 실시예들에 대하여 설명하되, 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, other embodiments of the sensor module will be described, but redundant description will be omitted.

도 6은 센서 모듈(200)의 다른 실시예를 보인 사시도다.6 is a perspective view showing another embodiment of the sensor module 200. FIG.

도 6에는 제1 인쇄회로기판(210)의 제2면(212)과 제2 인쇄회로기판(220)의 제1면(221)이 도시되어 있다. 제1 인쇄회로기판(210)의 제1면(211)에는 태양 전지(미도시)가 실장된다.6 illustrates a second side 212 of the first printed circuit board 210 and a first side 221 of the second printed circuit board 220. In FIG. A solar cell (not shown) is mounted on the first surface 211 of the first printed circuit board 210.

제1 인쇄회로기판(210)의 제2면(212)에는 회로 배선(216)이 형성되며, 전기 소자(240) 및 배터리(270)가 상기 제2면(212)에 실장되어 회로 배선(216)과 전기적으로 연결된다. 전기 소자(240)는 각종 소자와 각종 회로(241, 242)를 포함하는 개념이므로, 제2면(212)에 실장된 전기 소자(240) 중 적어도 하나는 전력 변환 회로가 될 수 있다. 태양 전지에서 생산된 전력은 전력 변환 회로에서 배터리(270)에 저장되기 적합하게 변환된 후에 배터리(270)에 저장된다.A circuit wiring 216 is formed on a second surface 212 of the first printed circuit board 210 and an electric element 240 and a battery 270 are mounted on the second surface 212 to form a circuit wiring 216 ). At least one of the electric elements 240 mounted on the second surface 212 may be a power conversion circuit since the electric element 240 is a concept including various elements and various circuits 241 and 242. The power produced in the solar cell is suitably converted to be stored in the battery 270 in the power conversion circuit and then stored in the battery 270.

제2 인쇄회로기판(220)의 제1면(221) 또는 제2면(222)에 센서부(260)가 실장된다. 앞서 센서부(260)의 실장 위치는 빛이나 외부 환경에 노출될 필요성 유무에 따라 달라질 수 있음을 설명하였다.The sensor unit 260 is mounted on the first surface 221 or the second surface 222 of the second printed circuit board 220. The mounting position of the sensor unit 260 may be changed depending on the necessity of exposure to light or an external environment.

온도 센서는 공기와의 접촉을 통해 온도를 감지하도록 이루어지고, 습도 센서는 공기 중에 포함된 수분과의 접촉을 통해 습도를 감지하도록 이루어지며, 가스 센서는 공기 중의 가스와 접촉되어 가스의 유무 또는 그 농도를 감지하도록 이루어진다. 따라서 온도 센서, 습도 센서 및 가스 센서는 빛이나 외부 환경에 노출될 필요가 없다. 케이스(191, 192, 도 1 참조)에 벤트홀(vent hole)(192a, 도 1 참조)이 형성되면, 이 벤트홀(192a)을 통해 공기가 유동하여 제2 인쇄회로기판(220)에 실장된 온도 센서, 습도 센서 및 가스 센서에 접촉될 수 있기 때문이다.The temperature sensor is configured to sense the temperature through contact with the air, and the humidity sensor is configured to sense humidity through contact with moisture contained in the air. The gas sensor is contacted with the gas in the air, To detect the concentration. Therefore, the temperature sensor, the humidity sensor and the gas sensor need not be exposed to light or an external environment. When a vent hole 192a (see FIG. 1) is formed in the case 191 and 192 (see FIG. 1), air flows through the vent hole 192a and is mounted on the second printed circuit board 220 The temperature sensor, the humidity sensor and the gas sensor.

센서부(260)가 온도 센서, 습도 센서 및 가스 센서 중 적어도 하나를 포함하는 경우, 이들 센서의 보호를 위해 센서부(260)는 제2 인쇄회로기판(220)에 실장되는 것이 바람직하다. 또한 센서부(260)가 제2 인쇄회로기판(220)에 실장되면 제1 인쇄회로기판(210)의 제1면(211)을 모두 태양 전지의 배치에 활용할 수 있다. 나아가 센서부(260)가 제2 인쇄회로기판(220)에 실장되면, 케이스(191, 192)에 반드시 벤트홀(292a)이 형성되어야 한다.When the sensor unit 260 includes at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, and a gas sensor, the sensor unit 260 is preferably mounted on the second printed circuit board 220 to protect the sensors. Also, when the sensor unit 260 is mounted on the second printed circuit board 220, the first surface 211 of the first printed circuit board 210 can be used for the arrangement of the solar cells. Further, when the sensor unit 260 is mounted on the second printed circuit board 220, the vent holes 292a must be formed in the cases 191 and 192.

사물 인터넷을 구현하는 통신부는 제1 인쇄회로기판 또는 제2 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 만일 센서 모듈의 다단 구조가 통신부의 신호 전송과 수신을 방해한다면 통신부는 제1 인쇄회로기판에 실장되는 것이 바람직하다. 통신부가 제1 인쇄회로기판에 실장되어야 신호의 송수신을 방해하는 요소가 없어지기 때문이다.The communication unit implementing the object Internet may be mounted on the first printed circuit board or the second printed circuit board. If the multi-stage structure of the sensor module interferes with signal transmission and reception of the communication unit, the communication unit is preferably mounted on the first printed circuit board. The communication unit must be mounted on the first printed circuit board to eliminate elements that interfere with transmission and reception of signals.

도 6에서 미설명된 도면부호 223은 회로 배선, 240'은 제2 인쇄회로기판(220)에 실장된 전기 소자, 243, 244는 각종 소자와 각종 회로, 250은 연결부를 가리킨다.Reference numeral 223 denotes a circuit wiring, reference numeral 240 'denotes an electrical element mounted on the second printed circuit board 220, reference numerals 243 and 244 denote various elements and various circuits, and reference numeral 250 denotes a connection part.

도 7은 센서 모듈(300)의 또 다른 실시예를 보인 사시도다.FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the sensor module 300. FIG.

도 7에는 제1 인쇄회로기판(310)의 제2면(312)과 제2 인쇄회로기판(320)의 제2면(322)이 도시되어 있다. 제1 인쇄회로기판(310)의 제1면(311)에는 태양 전지가 실장된다. 제2 인쇄회로기판(320)의 제2면(312)에는 전기 소자(345)가 실장된다.7, the second side 312 of the first printed circuit board 310 and the second side 322 of the second printed circuit board 320 are shown. A solar cell is mounted on the first surface 311 of the first printed circuit board 310. An electrical element 345 is mounted on the second side 312 of the second printed circuit board 320.

연결부(350)는 커넥터(351, 352, 353)에 의해 형성되고, 제1 인쇄회로기판(310)과 제2 인쇄회로기판(320)은 상기 커넥터(351, 352, 353)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 제1 인쇄회로기판(310)과 제2 인쇄회로기판(320)에 커넥터(351, 352, 353)를 연결할 수 있는 소켓 등의 상대물(미도시)이 형성되고, 커넥터(351, 352, 353)의 양단이 각각의 상대물에 연결되면, 제1 인쇄회로기판(310)과 제2 인쇄회로기판(320)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.The connection portion 350 is formed by the connectors 351, 352 and 353 and the first printed circuit board 310 and the second printed circuit board 320 are electrically connected to each other by the connectors 351, 352, . (Not shown) such as a socket capable of connecting the connectors 351, 352 and 353 to the first printed circuit board 310 and the second printed circuit board 320 are formed and the connectors 351, 352 and 353 The first printed circuit board 310 and the second printed circuit board 320 may be electrically connected to each other.

커넥터(351, 352, 353)는 복수로 구비될 수 있다. 도 7에서는 세 개의 커넥터(351, 352, 353)가 제1 인쇄회로기판(310)과 제2 인쇄회로기판(320)에 연결된 구성을 보이고 있다. 커넥터(351, 352, 353)의 수와 위치는 센서 모듈(300)의 설계에 따라 달라질 수 있다.A plurality of connectors 351, 352, and 353 may be provided. In FIG. 7, three connectors 351, 352 and 353 are shown connected to the first printed circuit board 310 and the second printed circuit board 320. The number and position of the connectors 351, 352, and 353 may vary depending on the design of the sensor module 300.

커넥터(351, 352, 353)는 제1 인쇄회로기판(310)의 제2면(312)을 지지하도록 이루어질 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같이 커넥터(351, 352, 353)가 제1 인쇄회로기판(310)과 제2 인쇄회로기판(320) 사이에 배치되면, 제1 인쇄회로기판(310)의 제2면(312)을 지지할 수 있다.The connectors 351, 352, and 353 may be configured to support the second side 312 of the first printed circuit board 310. When connectors 351, 352 and 353 are disposed between the first printed circuit board 310 and the second printed circuit board 320 as shown in FIG. 7, the second side of the first printed circuit board 310 (Not shown).

제1 인쇄회로기판(310)의 제2면(312)에 배터리(370)가 장착되어 제1 인쇄회로기판(310)의 양면(311, 312)이 모두 부품의 실장에 활용될 수 있는 것처럼, 제2 인쇄회로기판(320)의 양면(321, 322)도 모두 부품의 실장에 활용될 수 있다. 도 7에서는 제2 인쇄회로기판(320)의 제2면(322)에도 전기 소자(345)가 실장된 구성을 보이고 있다.The battery 370 is mounted on the second surface 312 of the first printed circuit board 310 so that both surfaces 311 and 312 of the first printed circuit board 310 can be utilized for mounting the components, Both sides 321 and 322 of the second printed circuit board 320 can also be utilized for component mounting. 7 shows a configuration in which the electric element 345 is mounted on the second surface 322 of the second printed circuit board 320. [

제2 인쇄회로기판(320)은 나사 체결에 의해 케이스(191, 192, 도 1 참조)에 고정될 수 있다. 제2 인쇄회로기판(320)에는 홀(324)이 형성되며, 케이스(191, 192)에는 상기 홀에 대응되는 나사 체결구(미도시)가 형성될 수 있다. 제2 인쇄회로기판(320)의 제2면(322)이 케이스(191, 192)의 내측 바닥면을 마주보도록 배치된 상태에서 나사의 축이 홀(324)을 통과해 나사 체결구에 체결되면, 제2 인쇄회로기판(320)이 고정된다. 홀(324)과 나사 체결구의 수와 위치는 설계에 따라 달라질 수 있다.The second printed circuit board 320 can be fixed to the case 191, 192 (see Fig. 1) by screwing. A hole 324 is formed in the second printed circuit board 320 and a screw fastener (not shown) corresponding to the hole may be formed in the case 191, 192. When the second surface 322 of the second printed circuit board 320 is arranged to face the inner bottom surface of the case 191 or 192 and the shaft of the screw passes through the hole 324 and is fastened to the screw fastener The second printed circuit board 320 is fixed. The number and location of the holes 324 and the screw fasteners may vary depending on the design.

제2 인쇄회로기판(320)이 케이스(191, 192)에 고정된 상태에서 제2 인쇄회로기판(320)에 커넥터(351, 352, 353)를 연결하고, 커넥터(351, 352, 353) 위에 제1 인쇄회로기판(310)을 설치하면, 케이스(191, 192) 내부에 센서 모듈(300)의 부품 실장이 완료된다.The connectors 351, 352 and 353 are connected to the second printed circuit board 320 while the second printed circuit board 320 is fixed to the cases 191 and 192 and the connectors 351, When the first printed circuit board 310 is installed, component mounting of the sensor module 300 is completed inside the cases 191 and 192.

이와 같이 제1 인쇄회로기판(310)의 양면(311, 312)과 제2 인쇄회로기판(320)의 양면(321, 322)을 모두 센서 모듈(300)의 부품 실장에 활용하면, 센서 모듈(300)의 크기를 더욱 축소시킬 수 있다.When the both surfaces 311 and 312 of the first printed circuit board 310 and the both surfaces 321 and 322 of the second printed circuit board 320 are used for component mounting of the sensor module 300, 300 can be further reduced in size.

이상에서 설명된 센서 모듈은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The sensor module described above is not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made to the embodiments.

Claims (12)

서로 반대 방향을 향하는 제1면과 제2면을 구비하고, 상기 제1면에 노출되는 전극 연결부를 구비하는 제1 인쇄회로기판;
회로 배선을 구비하며, 상기 제1 인쇄회로기판으로부터 이격된 위치에서 상기 제1 인쇄회로기판의 제2면을 마주보도록 배치되는 제2 인쇄회로기판;
상기 제1 인쇄회로기판의 제1면에 실장되어 상기 전극 연결부에 전기적으로 연결되고, 빛을 이용하여 전력을 생산하도록 이루어지는 적어도 하나의 태양 전지;
상기 제2 인쇄회로기판에 실장되어 상기 회로 배선에 전기적으로 연결되고, 상기 태양 전지에서 생산된 전력으로 구동되는 적어도 하나의 전기 소자; 및
상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판에 연결되어 상기 전극 연결부와 상기 회로 배선을 서로 전기적으로 연결시키는 연결부를 포함하는 센서 모듈.A first printed circuit board having a first surface and a second surface facing each other and having an electrode connection portion exposed on the first surface;
A second printed circuit board having a circuit wiring and arranged to face a second surface of the first printed circuit board at a position spaced apart from the first printed circuit board;
At least one solar cell mounted on a first surface of the first printed circuit board and electrically connected to the electrode connection unit, the solar cell being configured to generate electric power using light;
At least one electric element mounted on the second printed circuit board and electrically connected to the circuit wiring, the electric element being driven by electric power produced by the solar cell; And
And a connection part connected to the first printed circuit board and the second printed circuit board to electrically connect the electrode connection part and the circuit wiring to each other. 제1항에 있어서,
상기 연결부는 연성회로기판(FPC : Flexible Printed Circuit)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the connection portion is formed by a flexible printed circuit (FPC). 제1항에 있어서,
상기 연결부는 적어도 하나의 커넥터(connector)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the connecting portion is formed by at least one connector. 제3항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 제1 인쇄회로기판의 제2면을 지지하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method of claim 3,
Wherein the connector is configured to support a second side of the first printed circuit board. 제1항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 제1 인쇄회로기판 또는 상기 제2 인쇄회로기판에 설치되는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the sensor module includes a sensor unit mounted on the first printed circuit board or the second printed circuit board. 제1항에 있어서,
상기 센서 모듈은,
상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판을 수용하도록 형성되는 케이스; 및
투명 재질로 형성되고, 상기 케이스에 수용된 태양 전지를 상기 케이스에 결합되는 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 1,
The sensor module includes:
A case formed to receive the first printed circuit board and the second printed circuit board; And
And a window coupled to the case, the window being formed of a transparent material and housed in the case. 제6항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 제1 인쇄회로기판의 제1면에 설치되는 센서부를 포함하고,
상기 센서부는 적외선 센서, 초음파 센서 및 조도 센서 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 윈도우를 통해 시각적으로 노출되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 6,
Wherein the sensor module includes a sensor unit mounted on a first surface of the first printed circuit board,
Wherein the sensor unit includes at least one of an infrared sensor, an ultrasonic sensor, and an illuminance sensor, and is disposed to be visually exposed through the window. 제6항에 있어서,
상기 센서 모듈은 상기 제2 인쇄회로기판에 설치되는 센서부를 포함하고,
상기 센서부는 온도 센서, 습도 센서 및 가스 센서 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 케이스에는 벤트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 6,
Wherein the sensor module includes a sensor unit mounted on the second printed circuit board,
Wherein the sensor unit includes at least one of a temperature sensor, a humidity sensor and a gas sensor,
And a vent hole is formed in the case. 제6항에 있어서,
상기 케이스에는 상기 제1 인쇄회로기판과 상기 제2 인쇄회로기판을 서로 다른 높이에 고정하도록 형성되는 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 6,
Wherein the case is formed with a coupling portion formed to fix the first printed circuit board and the second printed circuit board at different heights. 제1항에 있어서,
상기 제1 인쇄회로기판의 제2면에는 전력 변환 회로 및 배터리가 실장되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
상기 센서 모듈은 전력 변환 회로, 배터리 또는 통신부를 포함하고,
상기 전력 변환 회로, 상기 배터리 또는 상기 통신부는 상기 제1 인쇄회로기판 또는 상기 제2 인쇄회로기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.The method according to claim 1,
And a power conversion circuit and a battery are mounted on a second surface of the first printed circuit board.
Wherein the sensor module includes a power conversion circuit, a battery or a communication unit,
Wherein the power conversion circuit, the battery, or the communication unit is mounted on the first printed circuit board or the second printed circuit board. 제10항에 있어서,
상기 전력 변환 회로 또는 상기 배터리는 상기 제1 인쇄회로기판의 제2면에 실장되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.11. The method of claim 10,
Wherein the power conversion circuit or the battery is mounted on a second surface of the first printed circuit board. 제10항에 있어서,
상기 통신부는 상기 제1 인쇄회로기판에 실장되는 것을 특징으로 하는 센서 모듈.
11. The method of claim 10,
And the communication unit is mounted on the first printed circuit board.
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